齿科用钛合金的研究进展

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1、国外医学口腔医学分册2006年1月第33卷第1期·45·齿科用钛合金的研究进展梁锐英综述李长义，张连云审校(天津医科大学口腔医学院综合科天津300070)[摘要]钛合金作为齿科材料被广泛应用，但修复种类的多样性要求不同性能的钛合金与之适应，近年来关于齿科用钛合金的研究较多，本文综述了该领域的研究进展。[关键词]钛合金；合金化；表面处理；钛瓷结合[中图分类号]R783.1[文献标识码]A钛良好的机械性能及生物学性能日益受到齿途径。目前，一些新型医用β钛合金也不断涌科界的关注，随着口腔种植技术和钛精密铸造技现，如Ti-Nb-Ta-Zr、Ti-Nb-Ta-Mo、T

2、i-Nb-Ta-Sn术的不断完善，焊接、粘接和烤瓷技术的发展，等均具有低弹性模量、高强度和良好的生物相容[4]钛作为齿科材料显示出良好的应用前景。目前，性。学者们对齿科用钛合金的研究较多，本文就此作1.2现有钛合金的表面处理一综述。通过各种方法在钛合金表面覆盖活性涂层是提高钛的生物活性，缩短种植期程,提高骨整合1提高种植用钛合金综合性能的有效途径。对钛合金来说，由于钛与氧亲和力作为种植材料，除具有杰出的生物相容性外，强，且传统制备陶瓷覆层过程中一般会出现高温，还应具有良好的生物力学相容性和生物活性。但造成界面处存在过量的氧化物，从而引起钛合[5]临床常用的钛

3、种植体（Ti和Ti-6Al-4V）属生物惰金-陶瓷界面及陶瓷覆层内部都会出现裂纹。传[1]统方法形成的羟磷灰石生物活性涂层强度低且长性材料，植入后骨生长缓慢，且弹性模量普遍高于骨组织，与骨组织间形成机械不适应。同时，期使用会发生生物降解，其长期临床效果受到质Ti-6Al-4V在长期使用过程中会析出微量的Al和疑。表面仿生法形成羟磷灰石的过程是在接近生V，V有很强的细胞毒性，Al与某些神经系统疾理条件下制备涂层，该法属于低温操作（低于100℃），病的发生有关。因此，具有高强度、低弹性模量、避免了高温喷涂引起的相变和脆裂，使涂层与基生物活性高、生物相容性好等综合

4、性能优良的种材的结合力更高。另外，此法还可以提供以磷酸植用钛合金的开发备受关注。盐涂层为载体附着活性蛋白，加速植入后的骨结[6]1.1新型β钛合金的开发合。Sul等研究发现，用微弧氧化法对钛种植体与α和α加β钛合金相比，β型医用钛合金进行表面钙涂层处理，植入后可早期形成牢固的除具有良好的生物相容性，还具有低弹性模量、骨结合（机械锁结和化学结合），不仅缩短了种植[2]期程，还可使种植体植入后即刻或早期行使功能。高强度等良好的生物力学相容性，更适合用于种植材料。Nb、Ta、Zr、Sn、Mo等β稳定元素其它新方法如BPSA、BPSV等进行钛表面处理，[7]被认为对

5、机体无毒，不致敏且可以提高强度和降也可获得良好的生物活性表面。低弹性模量；同时Nb、Ta、Mo等元素易于与钛2改善钛合金的铸造加工性能[1，3]合金化且可降低毒性的最佳元素。因此，通过加入β稳定元素和无毒元素进行合金化是获得低钛熔点高、比重轻、惯性小、流铸性差且在弹性模量、高强度、高生物相容性钛合金的有效高温下性质活泼，造成钛铸造困难且存在相当比例的铸造缺陷，同时在铸造过程中钛表面易形成[收稿日期]2005-03-31;[修回日期]2005-10-19[作者简介]梁锐英（1975-），女，河北人，硕士研究生氧化层和较厚的反应层，给切削和抛光带来很大[8][通

6、讯作者]李长义，Tel：022-23332012的困难。目前，改善钛的铸造加工性能方面的研·46·国外医学口腔医学分册2006年1月第33卷第1期究主要集中在以下几方面。有研究表明，钛铸造后进行苛性碱浴可明显[5]2.1降低熔点提高钛瓷结合。但常规烤瓷前金属预氧化及表与β稳定元素进行合金化可降低钛的熔点，面喷砂处理不会提高钛瓷结合强度，且长时间连[9]同时降低钛的反应性，如Ti-Al、Ti-Cu、Ti-Co、续喷砂有可能产生钛表面的二次污染。由此可见，Ti-Pd、Ti-Mn等二元合金及Ti-20Cr-0.2Si、Ti-钛很难与常用瓷粉相匹配。钛专用低熔瓷的研

7、究25Pd-5Cr等三元合金的开发，这些合金明显降低受到关注，虽然其结合强度可满足临床需要，但了钛的熔点和反应性。虽然有研究证明，少量Cu钛—低熔瓷系统的瓷表面性状、颜色变化程度重[16]的加入在降低熔点的同时保持了钛合金抗腐蚀性于传统贵金属烤瓷冠。因此，其长期服役后瓷能，但由于Co、Cu、Cr等元素的存在，其生物表面性状和颜色的稳定性如何则尚待研究。相容性受到质疑。因此，熔点低，生物安全性更提高钛瓷结合的另一途径是新型钛合金的开优的钛合金仍有待于进一步开发。目前，Ti-Zr二发，目的是使其热膨胀系数与现有瓷粉相匹配。[16]元合金备受关注，Zr与Ti在元素

8、周期表中属同族Zinelis等研究发现，将适量的Co